高中二年級下學期生物《生態(tài)金字塔模型構(gòu)建》教案

教研組高中生物課題：生態(tài)金字塔模型的構(gòu)建教學目標：用生態(tài)金字塔表征生態(tài)系統(tǒng)中各營養(yǎng)級間的能量、生物量或數(shù)量等關系。教學重點：構(gòu)建生態(tài)金字塔模型教學難點：構(gòu)建生態(tài)金字塔模型教學方法：利用PPT加強直觀思維，結(jié)合數(shù)據(jù)計算分析比較得出科學結(jié)論學法指導：講練結(jié)合教具：PPT板書設計：能量金字塔生態(tài)金字塔生物量金字塔數(shù)量金字塔教學過程組織教學：同學們大家好，今天我們一起來學習生態(tài)金字塔的構(gòu)建問：生態(tài)學家在研究食物鏈時，提出了“生態(tài)金字塔”這一名詞，什么是生態(tài)金字塔？答：生態(tài)學研究中用以反映食物鏈各營養(yǎng)級之間生物個體數(shù)量、生物現(xiàn)存量和能量比例關系的一個圖解模型。它把生態(tài)系統(tǒng)中各個營養(yǎng)級有機體的個體數(shù)量、生物量或能量，按營養(yǎng)級位順序排列并繪制成圖，其形似金字塔，故稱生態(tài)金字塔或生態(tài)錐體。問：生態(tài)金字塔的類型的類型有哪些呢？答：它包括能量金字塔，生物量金字塔和數(shù)量金字塔三種類型過度：美國生態(tài)學家林德曼對賽達伯格湖的能量流動進行了定時定量的分析，請根據(jù)林德曼的流動數(shù)據(jù)，用相應面積或體積的圖形表示能量數(shù)值，并按營養(yǎng)級由低到高的順序進行排列。講述：在這個食物網(wǎng)中我們發(fā)現(xiàn)有一條食物鏈：生產(chǎn)者——植食性動物——肉食性動物。生產(chǎn)者是最低營養(yǎng)級，作為整個生態(tài)系統(tǒng)的基石，我們將其排在最底層，能量數(shù)值為464.6；在它的上面排上植食性動物，能量數(shù)值為62.8；排布在最頂層的是肉食動物，用最小面積的圖形進行表示，能量數(shù)值為12.6，最后得到這樣一個圖解模型。過渡：實際上剛才已經(jīng)建立了能量金字塔的模型結(jié)構(gòu)。什么是能量金字塔？每一級體積或面積代表所得到的能量值。我們將它們按照不同營養(yǎng)級由低到高排列，就得到一個上窄下寬，類似埃及金字塔的外形，我們把這樣上窄下寬的金字塔叫正金字塔。能量沿食物鏈流動時是所有消耗的，食物鏈越長，消耗越多，營養(yǎng)級別越高，獲得的能量越少，同時直觀反映出能量流動的特點之一：逐級遞減。過渡：接著我們來學習生物量金字塔模型構(gòu)建，什么是生物量金字塔？生物量金字塔是指每一級體積或面積代表生物量值（所容納有機物的總干重）現(xiàn)有一下信息：美國生態(tài)學家奧德姆，調(diào)查了弗羅里達州銀泉生態(tài)系統(tǒng)各營養(yǎng)級的干重（能量單位：g/m2）分別是：浮游植物809，植食動物37，第.三營養(yǎng)級11，第四營養(yǎng)級1.5。請根據(jù)提供的信息，結(jié)合能量金字塔構(gòu)建的方法，同學們拿出紙和筆嘗試構(gòu)建生物量金字塔。過渡：我們一起來看看正確的答案，你的構(gòu)建正確嗎？我們發(fā)現(xiàn)：剛剛構(gòu)建的生物量金字塔和能量金字塔外形類似，都是上窄下寬的形狀，也是一個正金字塔?，F(xiàn)在完成任務三：構(gòu)建數(shù)量金字塔模型。所謂數(shù)量金字塔就是每一級體積或面積代表個體數(shù)?，F(xiàn)有以下信息：0.1公頃草原上各個營養(yǎng)級的生物數(shù)量為：草150萬株，植食性動物20萬頭（包括鼠、兔、羊和各種植食性昆蟲等），肉食性動物1為9萬頭（包括鼬、狐、狼和各種捕食性昆蟲），肉食性動物2為10頭?，F(xiàn)在請同學們根據(jù)提供的信息，嘗試構(gòu)建數(shù)量金字塔。我們發(fā)現(xiàn)構(gòu)建的數(shù)量金字塔模型也是一個上窄下寬的正金字塔。提問：剛剛我們嘗試構(gòu)建了三種金字塔的模型，哪種指標能更客觀的表示生態(tài)系統(tǒng)能量傳遞規(guī)律？是不是所有類型的金字塔都一定是正金字塔？請同學們閱讀一下資料，并完成模型構(gòu)建。請構(gòu)建夏季某溫帶森林中，樹（200株）、昆蟲（150000只）和食蟲鳥（800只）的個體數(shù)關系模型。（用不同面積的矩形代表不同的個數(shù)。）發(fā)現(xiàn)：構(gòu)建的夏季某溫帶森林中樹，昆蟲，食蟲鳥數(shù)量金字塔是一個倒置的金字塔。也就說明：在不同的生態(tài)系統(tǒng)中，數(shù)量金字塔可能是正金字塔，有時也可能是倒置的。請同學們繼續(xù)閱讀資料，并完成模型構(gòu)建。吉利海峽中浮游植物（4g/m2）、浮游動物與底棲動物（21g/m2）生物量關系模型。我們發(fā)現(xiàn)：在某一時刻，吉利海峽中浮游植物，浮游動物與底棲動物之間的生物量金字塔也是一個倒置的結(jié)構(gòu)。但一般情況下，生物量、數(shù)量金字塔一般正置，偶爾會倒置。生物量金字塔為什么會出現(xiàn)下窄上寬的倒置結(jié)構(gòu)呢海洋生態(tài)系統(tǒng)中，由于生產(chǎn)者（浮游植物）個體小，壽命短，又會不斷地被浮游動物吃掉。所以某一時刻調(diào)查到的浮游植物的生物量可能低于浮游動物的生物量。總的來看，一年中浮游植物的總的生物量還是比浮游動物的要多。現(xiàn)在我們繼續(xù)回到先前的提出的問題中：三種金字塔的模型，哪種指標能更客觀的表示生態(tài)系統(tǒng)能量傳遞規(guī)律？是不是所有類型的金字塔都一定是正金字塔？回答：一般情況下，生態(tài)金字塔都是正金字塔，特殊條件下，數(shù)量金字塔和生物量金字塔可能會出現(xiàn)倒置現(xiàn)象。所有并不是所有類型的金字塔都一定是正金字塔。在三種類型的金字塔模型中，只有能量金字塔一定是正金字塔，因為它更符合能量流動的規(guī)律：單向流動，逐漸遞減。在構(gòu)建的能量金字塔中，隨著金字塔高度越高，表示營養(yǎng)級別越高，獲得的能量越少。能量金字塔能更客觀、準確的表示能量在各營養(yǎng)級間的傳遞規(guī)律。我們也知道了生態(tài)金字塔的意義：不同的金字塔能形象地說明營養(yǎng)級與能量、生物個體數(shù)量、生物量之間的關系，是定量研究生態(tài)系統(tǒng)的直觀體現(xiàn)。過渡：接著我們來比較三種類型的金字塔的區(qū)別。（利用右圖表格進行比較）請仔細閱讀題目，能獲得哪些有用的信息。1、如果食物鏈上各營養(yǎng)級均以生物個體的數(shù)量來表示，并以食物鏈起點的生物個體數(shù)作底層來繪制數(shù)量金字塔，則只有兩個營養(yǎng)級的夏季草原生態(tài)系統(tǒng)（假設第一營養(yǎng)級是牧草，第二營養(yǎng)級是羊）和森林生態(tài)系統(tǒng)（假設第一營養(yǎng)級是喬木，第二營養(yǎng)級是昆蟲）數(shù)量金字塔的形狀最可能是（A）A．前者為金字塔形，后者為倒金字塔形B．前者為倒金字塔形，后者為金字塔形C．前者為金字塔形，后者為金字塔形D．前者為倒金字塔形，后者為倒金字塔形dcbadcbaA．圖中所有生物構(gòu)成一條食物鏈B．該能量金字塔中的a、c分別代表生產(chǎn)者、三級消費者C．從圖中可以看出，一個生態(tài)系統(tǒng)中營養(yǎng)級越多，在能量流動過程中消耗的能量就越多D．對于森林生態(tài)系統(tǒng)來說，往往一棵樹上棲息著很多昆蟲，該生態(tài)系統(tǒng)中的能量金字塔呈倒置狀態(tài)3、用各個營養(yǎng)級生物的能量、數(shù)量構(gòu)建的金字塔分別稱為能量金字塔、數(shù)量金字塔。在某一櫟林中，第一營養(yǎng)級生物為櫟樹，第二營養(yǎng)級生物為昆蟲，第三營養(yǎng)級生物為蛙、蜥蜴和鳥，第四營養(yǎng)級生物為蛇。該櫟林數(shù)量金字塔的示意圖是（B）ABCD4、用各個營養(yǎng)級生物的能量、數(shù)量構(gòu)建的金字塔分別稱為能量金字塔、數(shù)量金字塔。在某一櫟林中，第一營養(yǎng)級生物為櫟樹，第二營養(yǎng)級生物為昆蟲，第三營養(yǎng)級生物為蛙、蜥蜴和鳥，第四營養(yǎng)級生物為蛇。該